Kas tahkispatareid kasutavad grafiiti?

Kas pooljuhtakud kasutavad grafiiti?

Vastus sõltub – ja see on olulineUAV jõudlus

Enamik inimesi, kes selle küsimuse esitavad, püüavad aru saada, mis on pooljuhtaku sees võrreldes tavalise akuga. Seda on mõistlik teada, eriti kui teete hankeotsuseid jõudlusalaste väidete põhjal, mis viitavad energiatihedusele, tsükli elueale või laadimisvõimele.

Otsene vastus: mõnedtahkispatareidkasutavad grafiidianoode ja mõned mitte. See, millist tüüpi te vaatate, mõjutab oluliselt jõudluse eeliseid, mida võite oodata – ja erinevuse mõistmine aitab läbi lõigata turunduskeele, mis sageli varjab seda, mida te tegelikult ostate.

Miks on grafiit tavalistes liitiumakudes oluline?

Tavalistes liitiumpolümeer- ja liitiumioonakudes on anoodi vaikematerjaliks grafiit. Liitiumioonid interkaleeruvad laadimise ajal grafiidi struktuuri – sisuliselt libisevad süsinikuaatomite kihtide vahel – ja vabanevad tühjenemise ajal tagasi. Grafiiti on palju, see on suhteliselt odav, hästi iseloomustatud ja on olnud tööstusharu standardne anoodimaterjal 30 aastat.

Grafiidi piirang on selle energia salvestamise ülemmäär. Iga grafiidiüksus mahutab ainult kindla arvu liitiumioonide kristallstruktuuri alusel. See piirang seab grafiitanoode kasutavate akude energiatihedusele ülemmäära – praegu toodetavate kvaliteetsete liitiumpolümeerakude puhul on see ligikaudu 200–260 Wh/kg.

Esimese põlvkonna tahkis: grafiidianoodid on endiselt olemas

Esimene äriliselt elujõulinetahkispatareid— sealhulgas paljud praegu saadaolevad UAV pooljuhtakud — säilitage grafiitanoodid ja asendage ainult elektrolüüt. Vedel orgaaniline elektrolüüt vahetatakse tahke materjali vastu, kuid elektroodi arhitektuur jääb äratuntavaks.

Selline lähenemine on praktiline, kuna see võimaldab tootjatel kohandada olemasolevaid elektroodide tootmisprotsesse, mitte välja töötada täiesti uusi. Tahke elektrolüüt tagab siiski olulise ohutuse ja tsükli eluea täiustused võrreldes vedelate elektrolüütide ekvivalentidega – eemaldades tuleohtliku vedela elektrolüüdi termilise põgenemise riski ja vähendades SEI moodustumist, mis aja jooksul lagundab LiPo elementide grafiidianoode.

Mida see disain ei anna, on tahkistehnoloogiaga seotud maksimaalne energiatiheduse eelis. Grafiitanoodide puhul on energiasalvesti lagi sarnane tavaliste liitiumioonakudega. Pakendi taseme energiatiheduse paranemine tuleneb peamiselt elektrolüütide kaalu vähendamisest ja tihedamast pakendist, mitte põhimõtteliselt suuremast anoodimahust.

Järgmise põlvkonna tahkis: liitiummetalli anoodid ilma grafiidita

Tahkisaku tehnoloogia versioon, mis annab tööstuse pealkirjades olevaid energiatiheduse numbreid, asendab grafiidi täielikult liitiummetalli anoodidega.

Liitiummetall salvestab umbes 10 korda rohkem energiat grammi kohta kui grafiit. Grafiitanoodi asemel liitiummetalli anoodiga aku võib teoreetiliselt saavutada järsult suurema energiatiheduse – siit pärinevad täiustatud tahkisakude näitajad 350–400+ Wh/kg.

Tahke elektrolüüt on selle disaini jaoks hädavajalik. Vedel-elektrolüütpatareides tekitavad liitiummetalli anoodid dendriidi kasvu - metallkiud, mis lõpuks põhjustavad lühiseid. Tahked elektrolüüdid loovad füüsilise barjääri, mis pärsib dendriidi läbitungimist, muutes liitiummetalli anoodid elujõuliseks viisil, mis pole tavalistes liitiumpolümeerrakkudes.

See on arhitektuur, mis tagab nii energiatiheduse eelise kui ka ohutusprofiili paranemise, mis on seotud tahkisakudega nende kõige võimekamatel juhtudel.

Mida see tähendab pooljuht-UAV-akude hindamisel?

Kui tootja kirjeldab oma toodet kui tahkisakut, tasub grafiidiküsimust konkreetselt küsida:

Kas see aku kasutab grafiitanoodi või liitiummetalli anoodi?

Grafiit-anoodiga pooljuhtaku tagab LiPo-ga võrreldes parema ohutuse ja tsükli eluea – olulised eelised –, kuid mitte maksimaalset energiatiheduse parandamist, mida tehnoloogia suudab. Liitiummetall-anoodiga pooljuhtaku pakub lisaks ohutuse parandamisele ka täielikku energiatiheduse eelist.

UAV-operaatorite jaoks, kelle peamiseks piiranguks on vastupidavus, määrab see eristus, kas tahkis olekus uuendamine pikendab tegelikult lennuaega oluliselt või parandab peamiselt ohutust ja pikaealisust ilma energiavõrrandit muutmata.

ZYEBATTERY pooljuht UAV aku arhitektuur

ZYEBATTERYarendab dokumenteeritud anoodiarhitektuuriga tahkisliitiumioon-UAV-akusid – sest operaatorite jaoks, kes võrdlevad tarnijate energiatiheduse väiteid, on teadmine, kas need väited põhinevad grafiidil või liitiummetallianoodil, osa sellest, mida te tegelikult ostate.

Grafiidi küsimusel on iga tahkisaku jaoks konkreetne vastus. Enne ostuotsuse tegemist veenduge, et see teil on.